開水路とは
開水路とは、水面が開放された状態で水が流れる水路です。
水路内の水は高い場所から低い場所へと流れる重力の作用によって移動します。そのため、ポンプなどで圧力をかけて水を送る密閉された配管とは流れる仕組みが異なります。自然界に存在する河川はもちろんのこと、田畑で見かける用水路や、蓋のない排水溝などもすべて開水路に分類されます。
一般体にはコンクリート製であり、断面の形状は長方形や台形及び半円形など多岐にわたります。施工が比較的容易であり、維持管理や清掃もしやすい点が利点です。一方で、水面が露出しているため、ゴミの混入や臭気の発散といった課題も存在します。土木工学や水理学の分野では重要なモデルとなっており、人工的な構造物に限らず自然の川の流れを理解する際にも開水路の理論が基礎となります。
開水路の使用用途
開水路は以下のような用途で使用します。
1. 農業
農作物の育成に欠かせない水を田畑へ供給するために、開水路は広く利用されます。特に水稲栽培においては大量の水を効率よく運ぶ必要があるため、水田の周囲には網の目のように水路が張り巡らされます。コンクリート製のU字溝などが多く採用されており、安定した水の供給と排出を担う重要な構造物です。
2. 雨水処理
市街地や道路に降った雨水を速やかに集め、河川へ放流するためにも開水路を使用します。道路の脇に設置されている側溝や、敷地境界に見られる排水溝が代表的な例です。雨水が路面に滞留すると通行の妨げになるだけでなく、地盤の緩みや浸水被害を引き起こすリスクがあります。これらを防止する開水路は、都市の治水対策において重要な役割を果たしています。
3. 水力発電所
河川から取水した水を、発電機のある場所まで運ぶための導水路としても活用されます。水力発電は高い場所にある水が低い場所へ落ちる際のエネルギーを利用して電気を作ります。そのため、高低差を維持しながら大量の水を損失なく運搬しなければなりません。山間部などの地形に合わせ、緩やかな勾配をつけた開水路を建設することで発電に必要な水量を確保します。